THIẾT KẾ NÂNG CẤP – VẬN HÀNH TỐI ƯU HỆ THỐNG CẤP NƯỚC TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

Tóm tắt

Tính toán thủy lực trong một hệ thống cấp nước thường mất rất nhiều công sức do tính phức tạp của nó. Nghiên cứu này đã phát triển và ứng dụng mô hình tính toán tối ưu đa mục tiêu dựa trên mô phỏng giúp quá trình tính toán tự động dò tìm các thông số tối ưu. Mô hình là sự kết hợp giữa thuật toán “Covariance matrix adaptation evolution strategy - CMAES” và mô hình thủy lực Epanet. Các biến quyết định của mô hình bao gồm đường kính các đoạn ống, lưu lượng và cột áp của bơm và mực nước khởi đầu trong đài nước. Hai hàm mục tiêu dụng sử dụng trong mô hình là (1) hàm chi phí bao gồm chi phí mua đường ống, chi phí vận hành và (2) hàm chỉ số độ tin cậy đảm bảo cung cấp nước với các ràng buộc là cột áp yêu cầu và vận tốc giới hạn của dòng chảy trong các đoạn ống. Mô hình được áp dụng cho hệ thống cấp nước Trường Đại học Lâm nghiệp, đây là hệ thống tuy quy mô không lớn nhưng có đầy đủ các công trình chính. Kết quả giải quyết bài toán tối ưu của mô hình là tập phương án Pareto, đây là các giải pháp hài hòa giữa hai hàm mục tiêu. Do số lượng phương án Pareto tương đối lớn, nghiên cứu đã tiến hành phân nhóm tập giải pháp Pareto dựa vào giá trị Silhouette tối ưu và đưa ra 5 phương án đại diện. Kết quả tính toán với phương án hài hòa nhất đối với cả hai hàm mục tiêu cho thấy hệ thống đảm bảo việc cung cấp nước đủ cả về lưu lượng và cột áp yêu cầu.